Assessment of a Possibility Polishing of Stainless Steels Jet Electrolytic and Plasma Processing

Abstract

Продемонстрирована возможность струйной электролитно-плазменной полировки поверхности нержавеющих сталей. Показаны преимущества данного вида обработки по сравнению с обработкой изделий в электролитической ванне. Целью работы является выяснение условий, при которых происходит полирование поверхности нержавеющей стали в ходе ее обработки разными катодными модулями. Задачами работы являются оценка вольт-амперной характеристики, выбор электролита для полирования, выбор диапазона технологических режимов. В качестве объекта исследований выбраны образцы и изделия из нержавеющих сталей 20Х13, 08Х18Н9Т, AISI 201. Полирование изделий и образцов из нержавеющей стали проводилось на опытной струйной электролитно-плазменной установке. В качестве катодных модулей использовались полый токоподвод и токоподвод, оснащенный магнетронной распылительной головкой. При исследовании влияния электролитной плазмы на поверхность изделия, выполняющего роль анода, был использован электролит на основе аммония сульфата и натрия сернокислого. В ходе проведения многочисленных экспериментов зафиксированы вольт-амперные характеристики электролитно-плазменного разряда с использованием разных видов токоподводов в диапазоне значений рабочего напряжения от 0 до 500 В. В процессе экспериментов фиксировался расход электролита на всех режимах. Использовались методы макросъемки и микросъемки процесса электролитно-плазменной обработки. Зафиксировано изменение параметров плазменного разряда с увеличением напряжения. Проведен морфологический анализ поверхности обрабатываемого анода после технологической операции пиления. Исследованы зависимости изменения шероховатости от величины прилагаемого напряжения. Проведен анализ изменения веса образцов, выполняющих роль анода, до и после электролитно-плазменной обработки. Показана возможность применения электролитно-плазменной струйной обработки как метода финишной обработки для получения поверхности с низким уровнем шероховатости.Ключевые слова: нержавеющая сталь, финишная обработка, электролитно-плазменная обработка, полый катод, магнетронная распылительная головка, шероховатость поверхности, электролитический катод, электролит, вольтамперная характеристика, весовой анализ.

Process Understanding of Plasma Electrolytic Polishing through Multiphysics Simulation and Inline Metrology

“…A possible solution for the problem with polishing difficult geometries, small bores and cavities is the usage of an electrolyte jet [4,5,17,18,19,20,21,22]. Ablyaz et al [17] and Novoselov et al [22] demonstrated the possibility of polishing an object with a complex geometry with a free electrolyte jet. In the works of Alekseev et al [20] and Cornelsen et al [4], the polishing of the inner surfaces of pipes was shown.…”